中南大学教授王少锋带领团队研发非爆机械化开采技术推动深地战略性矿产资源实现安全绿色高效开采

来源：长沙晚报
时间：2023-08-23 15:43:21

挑战世界性难题，深地采矿另辟蹊径

中南大学教授王少锋带领团队研发非爆机械化开采技术，推动深地战略性矿产资源实现安全绿色高效开采

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长沙晚报全媒体记者徐运源李嫣然实习生唐影慈

青春档案

王少锋，河南洛阳人，中南大学资源与安全工程学院教授，博士研究生导师，长沙市杰出创新青年，中国岩石力学与工程学会岩石破碎工程专业委员会秘书长。主要研究方向为深部岩石力学与灾害防控。获得英国化学工程师协会SeniorMoulton奖、湖南省自然科学奖二等奖等11项科技奖励。主持国家自然科学基金面上/青年等项目8项。拥有授权国家发明专利18件，出版学术专著1部(独著)、学术编著2部(第一编者)。

“我博士就读于中南大学，所学专业是矿业工程，中南大学的矿业工程是国家双一流学科、软科世界排名第一，在国际上处于领军地位，再加上长沙是工程机械之都，湖南省是有色金属之乡，我的所学所研在这里大有用武之地，尤其是在建设全球研发中心城市的新征程中。”近日接受记者采访，王少锋在谈到为何选择扎根长沙时如是说。

为深地矿产资源开采开辟新路

王少锋的家乡资源丰富、矿山林立，但由于开采安全意识薄弱，矿难事故多发。如何实现矿山安全、高效开采，成了王少锋从小就思考的问题。考大学时，他选择了并不热门的矿业安全专业，从本科到博士再到教授，虽然学校不同，但挑战的目标始终如一。

在我国，深地、深海、深空资源开发利用是“三深”战略中的重要内容，也是战略性矿产资源储备的重要保障，对占领科技和国防制高点至关重要。近年来，随着地下浅部矿产资源的持续大规模开采，深地采矿已成为全球矿产资源开发的新趋势新常态。

“大多深地战略性矿产资源赋存环境复杂、矿岩坚硬，采用传统钻爆法开采不仅扰动大、效率低，还极易产生有毒炮烟，有害身体健康，因此，深地战略性矿产资源的安全高效开采一直是世界性难题。”王少锋介绍，目前，采矿业最发达的南非，已经采到地下近5000米，我国有的地方采到了地下1500米左右，现阶段的目标是突破2000米关卡。

如何解决这一难题?王少锋思来想去，决定研究深地硬岩矿体的非爆机械化开采技术，开辟一条新路。“与传统的钻爆法相比，非爆机械化开采技术通过采矿机械，在地底深处也可以连续破岩，就像路面上的旋挖机，可以连续利用刀具的不断旋转将岩石挖出来，从而实现深地硬岩矿体的安全绿色高效连续开采。”王少锋说，安全始终是第一位的，钻爆法通过爆破岩石进行采矿，危险系数高，而非爆机械化开采大大提高了安全性。

非爆机械化开采还能实现绿色采矿，不仅能减轻开采过程对周围岩体的扰动，也大幅降低了对人类居住环境的影响。“非爆机械化开采用机械代替人力，降低人的劳动强度的同时，还能提高采矿效率。”王少锋告诉记者，机械化是智能化采矿的重要技术前提，“日后只要增加智能控制模块，实现智能化也就不远了。”

如今，王少锋和团队的技术已在贵州、山东等多地矿山得到应用。

深入地下千米开展现场试验

科研工作讲求理论与实践结合。王少锋每提出一种新方法，都要开展现场试验，验证方法的可行性与有效性。这也成为技术攻关最难的环节之一。

“试验场地一般位于地下近1000米的采场，恶劣的工作环境与错综复杂的作业工序使试验开展面临劳动强度高、工作周期长、协调难度大、系统管理复杂等难题。”每每开展现场试验，王少锋总是格外谨慎，生怕哪一环节出现差错。

王少锋于反复实践中找到了科学路径，“提前在实验室开展前期试验、模拟工作，设计优化技术参数，再在现场开展小范围初试、修正参数，最后开展大规模工业试验，形成示范性的应用案例，再进行推广，环环相扣，循序渐进，不可操之过急、一蹴而就。”

“做科研不能纸上谈兵，实践才能出真知。”他分享说，工科研究需要解决的是工程实际问题，科学研究应时刻谨记理论联系实际。

随着长沙建设全球研发中心城市的号角吹响，作为长沙市杰出创新青年，王少锋感觉身上的担子更重了，同时也信心满怀。

“长沙是一座具有科创潜力的城市，围绕科技创新，长沙布局已久，基础优势已然显现。”在他眼中，长沙不仅拥有三一重工、铁建重工、中联重科、山河智能等世界知名工程机械企业，在芯片技术等领域也力争创新、追求卓越。而这正是他和团队能够借力发力的地方。

“希望长沙发挥工程机械方面的优势，赋能采矿行业换代升级;政策、经费向年轻科技工作者倾斜，为创新工作注入更强劲的青春活力。”当前，王少锋和团队有了新目标：深耕机械破岩与硬岩非爆机械化智能采掘，攻克岩体可切割性的原位监测、感知与评价技术。“就是让机械能像人一样在地下拥有视觉、听觉、触觉，灵敏感知岩石的完整性、软硬度与开采难度等。”王少锋解释说。

从到中南大学读博，再到32岁成为博导，王少锋与长沙的故事已持续将近9年。在建设全球研发中心城市的追梦之旅中，无数青年科技人才与长沙的故事将会更精彩。

青年创新说

“科研就像其他工作一样，态度决定高度，状态决定行程。只有怀着积极主动的态度，才能很好地把握机会;只有保持持之以恒的精神，才能将一件充满挑战的事坚持到底。”——王少锋

（一审：杨露二审：余画三审：文杰）

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